KR102114327B1

KR102114327B1 - 샘플 농축장치

Info

Publication number: KR102114327B1
Application number: KR1020180084574A
Authority: KR
Inventors: 박규원; 김성태; 권경안; 이광호; 황옥명; 황세선; 박혜진; 최규성
Original assignee: (주) 테크로스
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-05-25
Also published as: KR20200009761A

Abstract

본 발명은 샘플 농축장치에 관한 것으로, 샘플수를 유입받아 배수하도록 유입부 및 배수부가 구비되고, 유입부와 배수부 사이에는 메쉬가 마련되는 몸체; 몸체 일측의 메쉬 외측에 구비된 배출부와 연결되어 메쉬를 통과하지 못한 샘플을 수집하는 샘플 수집부; 및 일단이 메쉬 내측에 회전가능하도록 몸체에 설치되고, 관통홀이 구비되는 역세파이프;를 포함하여 구성됨으로써, 신속하고 정확하게 자동으로 샘플을 농축할 수 있는 효과가 있다.

Description

샘플 농축장치{Apparatus for concentrating of sample}

본 발명은 샘플 농축장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 빠르고 정확하게 샘플을 자동 농축할 수 있도록 하는 샘플 농축장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박평형수 또는 밸러스트수(Ballast Water)는 선박으로부터 화물을 하역시킨 상태 또는 선박에 적재된 화물량이 매우 적은 상태에서 선박을 운행할 경우, 선박이 균형을 유지할 수 있도록 선박에 설치된 밸러스트탱크에 채우는 해수를 말하는 것이다.

이러한 선박평형수에는 각종 수중생물이 서식하고 있으므로, 이를 아무런 처리없이 타지역에서 배출시킬 경우 심각한 해양오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 높게 된다.

이에 따라 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 국제협약을 체결하여 선박평형수의 살균 및 정화처리에 필요한 장치를 선박에 탑재토록 하였다.

선박에 탑재된 선박평형수 처리장치는, 국제해사기구(IMO)의 기준에 맞추어 육상시험 및 선상시험을 거쳐 인증서를 받은 다음 운항하여야 하기 때문에 선박평형수 처리장치에 의하여 처리된 선박평형수가 국제해사기구에서 규정한 배출기준(IMO D-2 기준)에 적합한 것인지를 모니터링하는 장치가 필요하게 된다.

IMO D-2 기준 시험 또는 수중생물 시험시에는 단위 부피당 수중생물(샘플) 농도를 측정하기 위해 대량의 샘플수를 측정해야 하는데, 이를 신속하게 진행하기 위해 일정 크기의 메쉬(mesh)를 사용하여 측정하려는 크기 이상의 생물만 농축하여 측정한다.

그러나, 종래의 샘플 농축 작업은 수작업으로 진행되어 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 농축 진행중 메쉬에 수중생물이나 이물질이 끼거나 막히기 때문에 주기적으로 손으로 털거나 흔들어서 메쉬에 끼인 수중생물을 샘플 수집부 쪽으로 이동시켜야 하며, 농축의 마지막 과정에서도 메쉬에 있는 수중생물을 다 모아야 하기 때문에 메쉬에 끼인 수중생물을 동일하게 이동시키는 작업이 필요하지만, 이러한 작업이 대부분 수작업으로 진행되어 자동화가 어려운 문제점이 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1439105호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 샘플을 신속하고 정확하게 자동으로 농축할 수 있도록 하는 샘플 농축장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 샘플 농축장치는, 샘플수를 유입받아 배수하도록 유입부 및 배수부가 구비되고, 유입부와 배수부 사이에는 메쉬가 마련되는 몸체; 몸체 일측의 메쉬 외측에 구비된 배출부와 연결되어 메쉬를 통과하지 못한 샘플을 수집하는 샘플 수집부; 및 일단이 메쉬 내측에 회전가능하도록 몸체에 설치되고, 관통홀이 구비되는 역세파이프;를 포함한다.

여기서, 몸체는, 샘플 수집부쪽으로 샘플이 중력에 의해 이동되도록 내측 바닥면이 경사지도록 형성될 수 있다.

또한, 배수부는, 메쉬를 통과하여 배수되는 샘플수를 저장하는 드레인 탱크와 연결될 수 있다.

또한, 유입부는, 유입배관과 연결되고, 유입배관에는 유입되는 샘플수의 용량을 제어하도록 유입밸브와, 유량계가 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치는, 드레인 탱크와 역세파이프를 연결하는 역세배관이 구비되고, 역세배관에는 드레인 탱크에 저장된 샘플수를 역세파이프 내측으로 공급하도록 역세펌프가 설치될 수 있다.

여기서, 드레인 탱크의 유입단 및 배출단에는, 배수밸브 및 역세밸브가 각각 구비될 수 있다.

또한, 샘플 수집부는, 수위센서가 구비되고, 샘플 수집부의 배출단에는 배출밸브가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치는, 유량계에서 측정된 유입 샘플수 유량이 농축용량이 되면, 역세펌프를 가동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 제어부는, 수위센서에 의해 샘플 수집부가 비워진 상태가 감지되면, 역세펌프를 가동시킬 수 있다.

또한, 제어부는, 농축용량과, 수위센서에 의한 역세펌프 가동 횟수를 설정하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 메쉬는, 나이론 또는 스테인레스 재질일 수 있다.

또한, 메쉬는, 폴(pole)에 의해 몸체에 고정될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 역세파이프의 관통홀은, 복수개가 역세파이프의 내주면 접선 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.

또한, 역세파이프의 관통홀은, 역세파이프의 길이방향으로 복수개가 대향면을 따라 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.

본 발명에 의하면 회전하는 역세파이프에 의해 메쉬에 끼어있는 샘플을 자동으로 제거함으로써 보다 신속하고 정확하게 샘플을 농축할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치에 구비된 역세파이프의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치에 구비된 역세파이프의 평면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치를 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 샘플수를 유입받아 배수하는 몸체(110)와, 몸체(110)에 설치되어 샘플수에 포함된 수중생물(샘플)을 거르는 메쉬(mesh, 120)와, 메쉬(120)를 통과하지 못한 샘플을 수집하는 샘플 수집부(130)를 포함한다.

몸체(110)는, 샘플수가 유입되어 배수되도록 유입부(111)와 배수부(113)가 구비되고, 메쉬(120)에 의해 걸러진 샘플이 수집되는 샘플 수집부(130)가 설치되는 배출부(115)가 구비된다.

여기서, 몸체(110)는, 메쉬(120)에 의해 걸러진 샘플이 샘플 수집부(130)쪽으로 중력에 의해 이동되도록 내측 바닥면이 경사지도록 형성될 수 있다.

또한, 몸체(110)의 상측에는 에어벤트(air vent, 117)가 구비되어 샘플수가 원활하게 유입 및 배수되도록 한다.

메쉬(120)는, 몸체(110)의 유입부(111)와 배수부(113) 사이에 마련되고, 가는 눈을 갖는 망으로 구성되어 샘플수에 포함된 수중생물(샘플) 중 메쉬(120)의 눈 크기보다 작은 샘플을 걸러낼 수 있게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 메쉬(120)는, 선박평형수와 같은 해수를 걸러낼때에도 강성 및 내구성, 내부식성을 가질 수 있도록 나이론 또는 스테인레스 재질로 형성될 수 있다.

여기서, 메쉬(120)는, 샘플수가 흘러서 통과할 때에 흔들리지 않도록 몸체(110) 내측에 상하방향으로 설치된 폴(pole, 140)에 의해 몸체(110)에 고정될 수 있다.

샘플 수집부(130)는, 몸체(110) 일측의 메쉬(120) 외측에 구비된 배출부(115)와 연결되어 메쉬(120)를 통과하지 못한 샘플을 수집하게 된다.

또한, 샘플 수집부(130)는, 샘플 수집부(130)에 축적된 샘플의 양을 측정할 수 있도록 수위센서(131)가 구비되고, 샘플 수집부(130)의 배출단에는 개폐가능한 배출밸브(133)가 설치된 배출배관(220)이 연결되어 샘플 수집부(130)에서 수집된 샘플을 샘플 분석부(미도시)로 이송할 수 있도록 구성된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 샘플수가 유입되고 배출되면서 일정 크기 이상의 샘플(수중생물)은 메쉬(120)에 의해 걸러지게 되기 때문에 메쉬(120)에 상당량의 샘플이 존재하게 되고 샘플 농축장치(100)의 작동 시간이 지날수록 메쉬(120)가 더욱 막히게 되는데, 이러한 메쉬(120)의 막힘문제를 해결하기 위해 메쉬(120) 내측에 역세(back flushing) 기능을 수행하는 역세파이프(back flushing pipe, 150)가 설치된다.

역세파이프(150)는, 일단이 메쉬(120) 내측에 회전가능하도록 몸체(110)와 회전부(160)에 의해 연결 설치된다.

여기서, 회전부(160)는, 역세파이프(150)가 작은 마찰력에 의해 원활하게 몸체(110)에서 상대적 회전이 가능하게 설치되는 구성으로, 일례로 베어링 등으로 연결 형성할 수 있다.

또한, 역세파이프(150)는, 원주방향으로 복수개의 관통홀(151)이 구비되는데, 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 몸체(110)의 유입부(111)는, 유입배관(210)과 연결되고, 유입배관(210)에는 유입되는 샘플수의 용량을 제어하도록 유입밸브(211)와, 유량계(213)가 구비된다.

또한, 몸체(110)의 배수부(113)는, 배수배관(230)을 통해 메쉬(120)를 통과하여 배수되는 샘플수를 저장하는 드레인 탱크(drain tank, 170)와 연결되고, 배수배관(230)에는 배수밸브(231)가 구비된다.

본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 드레인 탱크(170)와 역세파이프(150)를 연결하는 역세배관(240)이 구비되고, 역세배관(240)에는 드레인 탱크(170)에 저장된 샘플수를 역세파이프(150) 내측으로 공급하도록 역세펌프(180)가 설치됨으로써 역세파이프(150)가 역세기능을 수행할 수 있도록 구성된다.

여기서, 드레인 탱크(170)의 유입단에는 배수밸브(230)가 설치된 배수배관(230)이 연결되고, 드레인 탱크(170)의 배출단에는 역세밸브(241)가 설치된 역세배관(240)이 연결된다.

도 1의 실시예에서 역세파이프(150)는 메쉬(120) 내측에 설치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 역세파이프(150)가 메쉬(120)의 외측 부근에 설치되도록 구성할 수도 있다. 다만, 메쉬(120) 외측에 설치될 경우에는, 메쉬(120) 외측을 따라 복수개가 설치되어야 메쉬(120)의 전범위에 대해 역세할 수 있게 될 뿐만 아니라 많은 양의 역세수를 필요로 하게 되는데, 샘플 농축을 위해서는 역세수를 최소화하는 것이 바람직하기 때문에 도 1의 실시예에 따른 역세파이프(150) 설치가 보다 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치의 블록도이다.

도 2을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 수위센서(131)와 유량계(213)의 측정정보에 기초하여 역세펌프(180)를 가동시키는 제어부(190)를 포함한다.

보다 상세하게 제어부(190)의 동작을 살펴보면, 유량계(213)에서 측정된 유입 샘플수 유량이 농축용량이 되면, 역세펌프(180)를 가동시키도록 구성된다.

또한, 제어부(190)는, 수위센서(131)에 의해 샘플 수집부(130)의 샘플 수집상태에 따라 역세펌프(180)를 가동시킬 수 있다. 즉, 샘플 수집부(130)에 수집된 샘플이 배출되어 샘플 수집부(130)가 비워진 상태인 것이 감지되면, 역세펌프(180)를 가동시킬 수 있다.

또한, 제어부(190)는, 농축용량과, 수위센서(131)에 의한 역세펌프(180)의 가동 횟수를 설정하도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치에 구비된 역세파이프의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치에 구비된 역세파이프의 평면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 역세파이프(150)는 회전가능하도록 복수개의 관통홀(151)이 역세파이프(150)의 내주면 접선 방향으로 관통되어 형성된다.

여기서, 역세파이프(150)의 관통홀(151)은, 역세파이프(150)의 길이방향으로 복수개가 대향면을 따라 서로 엇갈리도록 배치됨으로써 하나의 역세파이프(150)가 회전하면서 역세파이프(150) 길이방향의 모든 구간을 세척할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치의 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 몸체(110) 내측에 메쉬(120)이 설치되고, 몸체(110) 하측면에는 기울어지게 형성된 테이퍼부(118)가 구비되고, 테이퍼부(118)의 하단부에 샘플 수집부(130)가 연결된다.

여기서, 샘플 수집부(130)의 배출단에는 배출밸브(221)가 연결되고, 몸체(110)의 하단부에는 배수밸브(231)가 연결된다.

또한, 몸체(110)의 전면 또는 후면에는 투명창(119)이 구비되어 몸체(110) 내측의 상태를 살펴볼 수 있도록 구성된다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치의 동작을 도 1 내지 도 5를 참조하여 살펴본다.

먼저, 샘플수가 개방된 유입밸브(211)를 통과하여 몸체(110)의 내측으로 유입된다.

유입된 샘플수는, 메쉬(120)를 통과하면서 소정크기(예를 들면, 50㎛)보다 큰 샘플은 메쉬(120)에 걸러지게 되고, 소정크기보다 작은 샘플은 메쉬(120)를 거쳐 드레인 탱크(170)로 이동된다.

메쉬(120)에서 걸러진 샘플(수중생물)은 몸체(110) 하측에 위치한 샘플 수집부(130)에서 농축 저장된 다음, 배출밸브(221)를 개방하여 소정 용량의 샘플이 샘플 분석부(미도시)로 이동하게 된다.

유량계(213)에서 유입 유량을 측정하여 소정유량(예를 들면, 1m³)의 유입이 완료되면 유입밸브(211)을 폐쇄하여 샘플수 유입을 중단한다.

이후, 역세배관(240)에 설치된 역세밸브(241)를 개방하고, 역세펌프(180)를 가동함으로써 역세파이프(150)로 드레인 탱크(170)에 저장된 샘플수를 공급함으로써 역세파이프(150)의 회전을 통한 역세작업을 수행하게 된다.

또한, 샘플 수집부(130)에 포집된 농축 샘플(수중생물)을 배출밸브(221)를 개방하여 배출하는데, 수위센서(131)로 샘플 수집부(130)의 배출이 완료된 상태인지를 확인하여 배출 완료가 확인되면 역세펌프(180)을 다시 가동하게 된다.

이후, 샘플 수집부(130)에는 배출밸브(221)를 폐쇄한 후, 다시 포집된 샘플의 배출작업을 진행하면서 수위센서(131)의 측정신호를 바탕으로 역세펌프(180)를 가동시키는 동작을 반복하게 된다.

전술된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 농축장치(100)는, 독특한 구성의 역세파이프를 구비하여 역세동작을 수행할 수 있도록 구성함으로써 메쉬의 막힘 문제를 해결할 뿐만 아니라 보다 신속하고 정확하게 샘플을 농축할 수 있고, 자동으로 샘플 농축작업을 수행할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 샘플 농축장치
110: 몸체
120: 메쉬
130: 샘플 수집부
131: 수위센서
150: 역세파이프
170: 드레인 탱크

Claims

샘플수를 유입받아 배수하도록 유입부 및 배수부가 구비되고, 유입부와 배수부 사이에는 메쉬가 마련되는 몸체;
몸체 일측의 메쉬 외측에 구비된 배출부와 연결되어 메쉬를 통과하지 못한 샘플을 수집하는 샘플 수집부; 및
일단이 메쉬 내측에 회전가능하도록 몸체에 설치되고, 관통홀이 구비되는 역세파이프;를 포함하되,
샘플 수집부는 수위센서가 구비되고,
수위센서에 의해 샘플 수집부가 비워진 상태가 감지되면, 역세펌프를 가동시키는 제어부를 더 포함하는, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
배수부는,
메쉬를 통과하여 배수되는 샘플수를 저장하는 드레인 탱크와 연결되는, 샘플 농축장치.
청구항 2에 있어서,
유입부는,
유입배관과 연결되고, 유입배관에는 유입되는 샘플수의 용량을 제어하도록 유입밸브와, 유량계가 구비되는, 샘플 농축장치.
청구항 3에 있어서,
샘플 농축장치는,
드레인 탱크와 역세파이프를 연결하는 역세배관이 구비되고,
역세배관에는 드레인 탱크에 저장된 샘플수를 역세파이프 내측으로 공급하도록 역세펌프가 설치되는, 샘플 농축장치.
청구항 4에 있어서,
드레인 탱크의 유입단 및 배출단에는,
배수밸브 및 역세밸브가 각각 구비되는, 샘플 농축장치.
청구항 5에 있어서,
샘플 수집부는,
샘플 수집부의 배출단에는 배출밸브가 설치되는, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
제어부는,
유량계에서 측정된 유입 샘플수 유량이 농축용량이 되면, 역세펌프를 가동시키는, 샘플 농축장치.
삭제
청구항 7에 있어서,
제어부는,
농축용량과, 수위센서에 의한 역세펌프 가동 횟수를 설정하도록 구성되는, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
메쉬는,
나이론 또는 스테인레스 재질인, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
메쉬는,
폴(pole)에 의해 몸체에 고정되는, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
몸체는,
샘플 수집부쪽으로 샘플이 중력에 의해 이동되도록 내측 바닥면이 경사지도록 형성되는, 샘플 농축장치.
청구항 1에 있어서,
역세파이프의 관통홀은,
복수개가 역세파이프의 내주면 접선 방향으로 관통되어 형성되는, 샘플 농축장치.
청구항 13에 있어서,
역세파이프의 관통홀은,
역세파이프의 길이방향으로 복수개가 대향면을 따라 서로 엇갈리도록 배치되는, 샘플 농축장치.